[发明专利]一种从钨冶炼渣中提取钽、铌并联产氟硅酸钾的方法

说明书

技术领域

一种从钨冶炼渣中提取钽、铌的方法，特别涉及一种酸法从钨冶炼渣中低温提取钽铌并制备高纯副产氟硅酸钾的方法。

背景技术

我国是世界上钨矿资源最丰富的国家，其储量占世界总储量的47％左右。现行钨冶炼企业均采用碱浸工艺处理钨矿产品，但该工艺会产生大量的碱浸钨渣(以下简称钨渣)。据统计，近20年来，我国产出的钨渣总量已多达60多万吨，目前仍在以7万吨/年的速度增长。目前产出的钨渣多以填埋为主，未进行综合利用。

几乎所有的钨渣中都含有少量的钽、铌等有价金属。钽和铌是重要的稀有金属，由于其熔点高、耐腐蚀、冷加工和导热性能好以及其他一些优良特性，被广泛用于电子、硬质合金、化学、冶金、航空、超导及医学等诸多领域。近年来由于钽电容器和超合金行业对钽、铌需求的急剧增加，国内的钽、铌矿资源已日渐短缺，大型钽铌生产企业部分依赖进口，某些小型生产企业则因钽铌矿供应不足而无法连续生产，目前亟需开拓新的钽铌资源。因此，开展钨渣中钽、铌提取新技术，回收利用钨渣中的钽、铌资源，对解决我国钽铌矿资源紧缺问题具有十分重要的意义。

中南大学戴艳阳等人对含Ta₂O₅+Nb₂O₅为0.61％的钨渣进行过相关研究，采用钠碱熔融法和苏打焙烧水浸-酸浸结合的方法回收渣中Ta和Nb。钠碱熔融法需要800℃高温熔融，且钽和铌的回收率较低，仅为67.6％和73.2％。苏打焙烧-水浸-酸浸结合法也需在温度为850～950℃焙烧，钽铌回收率为79.46％，得到的钽铌富集渣还需经过进一步处理。二者都需要较高的能耗，不利于节约能源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过酸法从钨渣中低温回收钽铌并实现钨渣中硅资源高效回收利用的新方法。本发明提供的从钨渣中提取钽铌的方法，其步骤如下：

(1)球磨：将钨渣粉碎至50目以下；

(2)浓酸除杂：将步骤(1)得到的矿渣在21％-36％盐酸溶液中浸出，温度为65-94℃，浸出时间1-3h，液固比2∶1-8∶1，浸出反应完成后过滤得到钽铌富集渣和富含铁、锰滤液。滤液可加入生石灰回收铁锰，钽铌富集渣进入下一工序；

(3)氢氟酸浸出：将步骤(2)得到的浓酸滤渣用氢氟酸浸出，氢氟酸浓度为10％-40％，温度为40-95℃，浸出时间1.5h-4h，液固比2∶1-10∶1；浸出反应完成后过滤得到富含氟铌酸、氟钽酸、氟硅酸的溶液和少量残渣；

(4)蒸发浓缩：将步骤(3)得到的氢氟酸浸出液进行蒸发，得到含钽铌浓度为3050g/L的浓缩液，该浓缩液可采用现行萃取分离工艺分离钽铌并制得钽、铌产品。浸出液中的硅在蒸发过程中以气体SiF₄的形式从溶液中脱出，其化学方程式如下：

H₂SiF₆＝SiF₄↑+2HF↑

经过冷凝SiF₄和蒸汽中的HF结合又生成H₂SiF₆，得到高纯氟硅酸；

(5)副产氟硅酸钾：将步骤(4)得到的高纯氟硅酸，加入配制的饱和氯化钾溶液制备高纯氟硅酸钾，温度20-80℃，反应时间为0.5-10h，产品纯度可达到99％以上。

本发明采用低温多酸联合湿法处理钨渣，各步骤处理温度均在100℃以下，操作方便，能耗低，工业可操作性强。同时可联产高纯度的氟硅酸钾产品，进一步提高了工艺的经济性。

附图说明

图1给出了低温湿法回收钨渣中的钽铌并制备高纯副产的工艺路线图。

具体实施方式

本发明提供的低温湿法回收钨渣中的铌钽，以湖南某地钨渣为例，该钨渣的组成(wt％)如下：

实施例1

其回收步骤为：

1)取粉碎至＝50目的原渣300g，加入21％盐酸溶液反应釜中，反应条件：液固比8∶1，温度94℃，反应1h后趁热过滤，经干燥滤渣进入下一工序。铁、锰、钙、铝的脱出率分别为99.62％、99.82％、97.11％、88.03％，铌、钽的回收率分别为92.82％和93.01％。

2)将上述得到的盐酸浸出渣用20％氢氟酸浸出铌钽，液固比5∶1，温度为90℃，反应1.5h后过滤，此步铌、钽、硅的浸出率分别为98.87％、93.57％、95.92％。到此步骤铌和钽的回收率分别为91.77％和87.03％。滤液中铌、钽、硅的浓度分别为2.56g/L、0.67g/L、10.9g/L。